İçeriğe atla

Hava nemi ile su üretimi

"Atrapanieblas" ya da Alto Patache'deki su buharı toplama işlemi, Atacama Çölü, Şili. Fotoğrafta görülen ağ "Buhar çiti", "Buhar ağı" veya "Buhar toplayıcı" olarak da bilinir.

Hava nemi ile su üretimi, havada bulunan nemin, soğutulduktan sonra faz değiştirerek sıvı hale dönüştürülmesi ile elde edilen suyun toplanmasıdır.

Üretimin prensibi

Genel olarak buzdolapları ile aynı mantıkta çalışan makinalar tarafında yapılır. Bir gazın basınç altında ısınması ve daha sonra hacmi genişletilerek soğutulması prensibine dayanır. Soğuyan bir yüzey termodinamik yasaları gereği ısı alır. Eğer bu yüzeyi nem ile karşılaştırırsanız bu durumda havanın neminin ısısını alacaktır. Böylece nem soğuyacak ve sıvılaşacaktır. Bu aşamadan sonra sıvılaşmış suyu bir kapta biriktirdiğinizde havanın nemi ile su üretmiş olursunuz. Bu işlemi günlük yaşantımızda da görebileceğimiz en basit aletler klimalardır. Klimalar çalışmaları sırasında oluşturdukları suyu bu şekilde üretirler.

Kullanım alanları

Bu yöntem ile çalışan ve su üretmek için üretilmiş özel makinalar vardır. Bunlar şekil olarak su sebillerine benzeyen ve havadaki nem oranına göre değişmekle beraber 35lt/gün su üretebilen cihazlardır.

Modern teknolojiler

Birçok atmosferik su üreteci, nem giderici’ninkine çok benzer şekilde çalışır: hava, soğutulmuş bir serpantin üzerinden geçirilir ve bu havadaki suyun yoğunlaşmasına neden olur. Su üretim hızı ortam sıcaklığına, neme, serpantin üzerinden geçen havanın hacmine ve makinenin serpantini soğutma kapasitesine bağlıdır. Bu sistemler hava sıcaklığını düşürür bu ise havanın su buharı taşıma kapasitesini azaltır. Bu kullanımdaki en yaygın teknolojidir ancak kömür bazlı elektrikle çalıştırıldığında herhangi bir su kaynağının en kötü karbon ayak iz'lerinden birine sahiptir (ters ozmoz ‘la deniz suyunun tuzdan arındırılmasından üç kat daha fazladır) ve tedarik zincirininin kullanıcıya sunduğundan dört kat daha fazla su ister.[1]

Mevcut alternatif bir teknoloji, higroskopik işlemler yoluyla havadan su çekmek için sıvı veya lityum klorür veya lityum bromür gibi "ıslak" kurutucular kullanır.[2] Önerilen benzer bir teknik, silika jel ve zeolit gibi katı kurutucuların kullanımını basınçlı yoğunlaştırma ile birleştirir. Güneş ışığını kullanarak doğrudan içme kalitesinde su üreten cihazlar da geliştirme aşamasındadır.[3]

1 litre su yapmak için 310 W.saat alındığı söylenmektedir.[4]

Kaynakça

  1. ^ Environmental Assessment of Air to Water Machines 7 Mayıs 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. International Journal of Life Cycle Assessment, 18:1149-1157.
  2. ^ Patents; Draw water from the air, measure how much water you drink and be kind to the fish you catch 3 Mayıs 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. New York Times. July 2, 2001,
  3. ^ "Solar-Powered Device Pulls Water Out of Thin (And Pretty Dry) Air". 14 Nisan 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Nisan 2017. 
  4. ^ This Gadget Makes Gallons of Drinking Water Out of Air 12 Kasım 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Time Inc. April 24, 2014,

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Nem</span> havada bulunan su buharı konsantrasyonu

Nem, havada bulunan su buharına denir. Nem ölçümlerinde mutlak nem, bağıl nem ve spesifik nem hesaplanır. Mutlak nem birim hacimdeki nem miktarıdır. Gram/metreküp olarak verilir. Bağıl nem havadaki nem miktarının o havanın alabileceği maksimum neme olan oranıdır. Birimsel olarak verilir ve sıcaklık ile ters orantılıdır. Spesifik nem ise bir gazda bulunan su buharı ağırlığının gaz ağırlığına olan oranıdır. İngilizcede moisture ise bir katının aldığı ya da verdiği sıvı miktarına denir. Türkçede ise tam bir karşılığı yoktur, rutubet olarak adlandırılabilir. Çiğ noktasında ise yüzey üzerindeki bağıl nem %100'e eşittir. Bu, çiğ noktasının sıcaklığında havanın suya doyduğu anlamına gelir, sıcaklığın biraz daha azalması durumunda yüzey üzerinde bir miktar su yoğunlaşacaktır.

<span class="mw-page-title-main">Su</span> H2O formülüne sahip kimyasal bileşik, yaşam kaynağı

Su, Dünya üzerinde bol miktarda bulunan ve tüm canlıların yaşaması için vazgeçilmez olan, kokusuz ve tatsız bir kimyasal bileşiktir. Sıklıkla renksiz olarak tanımlanmasına rağmen kızıl dalga boylarında ışığı hafifçe emmesi nedeniyle mavi bir renge sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Klima</span>

Klima, elektrikli klima veya pasif soğutma ve havalandırmalı soğutma dâhil olmak üzere çeşitli diğer yöntemlerin kullanımıyla daha konforlu bir iç ortam elde etmek için kapalı bir alandaki havanın ısı ve nem kontrol edilmesi işlemidir. Klima, "ısıtma, havalandırma ve klima" (HVAC) sağlayan sistem ve teknikler ailesinin bir üyesidir.

<span class="mw-page-title-main">Bağıl nem</span>

Bağıl nem, havada bulunan su buharına ait kısmi basıncın, aynı sıcaklıktaki suyun denge buhar basıncına oranıdır. Başka bir deyişle bağıl nem, havanın belirli bir sıcaklıkta taşıyabileceği nem miktarının yüzde kaçını taşıdığını belirtir.

<span class="mw-page-title-main">Soğutma</span>

Soğutma, bir maddenin veya ortamın sıcaklığını, onu çevreleyen ortamın sıcaklığının altına indirmek ve orada muhafaza etmek üzere ısısının alınması işlemine denir.

<span class="mw-page-title-main">Yağmur</span>

Yağmur, atmosferik su buharından yoğunlaşan ve daha sonra yerçekiminin etkisiyle düşen su damlacıklarıdır. Yağmur, su döngüsünün önemli bir bileşenidir ve Dünya'daki tatlı suyun çoğunun birikmesinden sorumludur. Hidroelektrik santralleri, mahsul sulama ve birçok ekosistem türü için uygun koşullar için su sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Su buharı</span> suyun gaz fazı

Su buharı, normal şartlar altında sıvı hâlde bulunan suyun gaz hâlidir. Su, her sıcaklıkta buharlaşabildiği için havada her zaman su buharı bulunur. Buharlaşma su yüzeyinden meydana gelir. Suyun su buharı hâline gelmesine buharlaşma denir. Su buharının tekrar su hâline geçmesine de yoğunlaşma denir. Atmosferde bulunan su buharı ani yoğunlaşmalar yaşarsa yağmur yağar, yoğunlaşma ortamı aniden ve aşırı soğursa su buharı direkt yoğunlaşma olmadan katı hâle geçer. Buna da kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Buharlaştırıcı</span>

Buharlaştırıcı, kaynama noktası farkından yararlanarak karışımları birbirinden ayırmayı sağlayan bir endüstriyel ekipmandır. Buharlaştırıcılar bir çözeltideki çözücü maddeyi veya bir sıvı karışımdaki daha düşük kaynama noktasına sahip bileşeni buharlaştırarak uzaklaştırılmasını sağlar. Neredeyse bütün endüstriyel işlemlerde çözücü bileşen sudur, suyun uzaklaştırılmasıyla daha derişik bir karışım elde edilmiş olur. Sıvı halde kalan derişik karışım genelde üründür. Buharlaşan bileşen su ise oluşan su buharı atmosfere verilebilir ya da içerdiği ısı sebebiyle endüstriyel süreçlerde tekrar kullanılabilir. Buharlaşan bileşen eğer su haricinde bir çözücü maddeyse değerli olduğundan ötürü uzaklaştırılmaz ve tekrar kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Yağış</span> havadaki su buğusunun yoğunlaşma sonunda sıvı ya da katı durumda yere düşmesi

Yağış, hava kütlelerinin soğuk bir hava tabakası ile karşılaşarak, soğuk bir yerden geçerek ya da yükselerek soğuması sonucunda içerisindeki su buharının yoğuşarak sıvı veya katı halde yeryüzüne inmesi olayıdır. Plüvyometre adı verilen bir âletle ölçülür. Yıllık yağış miktarı mm, cm ve m olarak, günlük yağış miktarı ise kg/m² ile ifade edilir. Yıllık toplam yağış miktarının bir alanda oluşturduğu yükseklik baz alındığı için uzunluk birimleriyle ifade edilir. Birçok farklı formda meydana gelebilir, bunlar yağmur, kar, graupel, dolu ve sulusepkendir.

<span class="mw-page-title-main">Çiy</span>

Çiy, havadaki su buharının soğuk bir yüzey üzerinde sıvı hale geçmesi sonucu oluşan su damlacıkları. Atmosferik sınır tabakadaki hava parselinin aktüel buhar basıncının, yüzeyin sıcaklığına ait doymuş buhar basıncından daha yüksek olması sonucu, havadaki su buharının soğuk bir yüzey üzerinde yoğunlaşarak sıvı faza geçmesidir. Bahar aylarında bulutsuz gecelerde gerçekleşen radyasyon kaybı, yeryüzeyine temas eden ince bir hava tabakasında fazlaca soğumaya neden olur ve çiy de genellikle bu durumda -nem, sıcaklık ve basınç koşulları da uygunsa- gerçekleşir. Yer/cisim sıcaklığı donma seviyesinin altında ise, çiy yerine kırağı gerçekleşir. Çiy, meteoroloji biliminde yağış kategorisine girmez. Hatta klimatolojik rasat cetvellerinde meteorolojik hadise değil, müşahede olarak rapor edilir.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaşma izleri</span>

Yoğunlaşma izleri, genellikle seyir irtifasında jet motorlarının arkasında görünen buz parçacıklarından oluşan çizgi biçimli bulutlardır. Yoğunlaşma izleri, jet uçaklarının uçuşlarında ilk günlerden beri görülen normal bir etkidir. Sıcaklığa ve hava aracının bulunduğu irtifadaki neme bağlı olarak yoğunlaşma izleri hızlıca buharlaşabilir.

İklimlendirme terimi çoğunlukla soğutma yapılarak iç mekanlardaki havanın ısı konforu sağlanması ve neminin alınması işlemlerine denir. Daha geniş bir anlamda, terim HVAC, ısıtma, soğutma ve havalandırma veya havanın durumunu iyileştirmek için dezenfeksiyon işlemleri için de kullanılır. Bir klima bir çevrimi kullanarak, çoğunlukla binalardaki ve taşıma araçlarındaki konfor için ortamdaki ısıyı çeken, bir aygıt, bir sistem veya bir mekanizmadır.

<span class="mw-page-title-main">Enerji depolama</span>

Enerji depolama işlemi bir cihaz veya depolama ortamı içerisinde enerjinin kimyasal, elektriksel veya ısıl gibi farklı formlarda saklanmasıdır. Isıl enerji depolama enerjinin sürekliliğini sağlamak amacıyla sıcak su temininde, soğutma sistemlerinde ve güç üretim tesislerinde kullanılmaktadır. Isıl enerji depolama yöntemleri üçe ayrılmaktadır; termokimyasal, duyulur ısı ve gizli ısı. Duyulur ısıl enerji depolama, depolama ortamının sıcaklığının değiştirilmesiyle sağlanmaktadır. Duyulur ısıl enerji depolamaya verilebilecek en basit örnek bir tank içerisinde ısınan sıcak suyun gece kullanılmasıdır. Tank içerisinde depolanacak toplam ısı enerjisi aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanabilir,

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaşma</span>

Yoğunlaşma veya yoğuşma, maddenin fiziksel halinin gaz fazından sıvı faza değişimi ve buharlaşmanın tersidir. En sık su döngüsü anlamında kullanılır. Atmosfer içinde bir sıvı veya katı bir yüzey veya Yoğunlaşma bulutu ile temas ettiğinde, su buharının sıvı suya değişmesi olarak da tanımlanabilir. Doğrudan gaz fazdan katı faza geçiş gerçekleştiğinde, değişime kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Buharlaşma</span>

Buharlaşma, bir sıvının gaz fazına geçerken yüzeyinde oluşan buharlaşma türüdür. Çevreleyen gazdaki buharlaşan maddenin yüksek konsantrasyonu, örneğin çevredeki nemin suyun buharlaşma hızını etkilemesiyle buharlaşma yavaşlar.

<span class="mw-page-title-main">Faz (madde)</span> Fiziksel bilimlerde, bir faz bir malzemenin fiziksel özelliklerini esas olarak eşit bir şekilde madde boyunca dağılan bir sistemdir. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi , mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi inde

Fiziksel bilimlerde faz; bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktasında aynı olduğu bölgedir/alandır. Fiziksel özelliklerinin örneklerinden üç tanesi, yoğunluk içermesi, mıknatıslanma ve kimyasal bileşimi indeksi. Basit bir açıklama ile bir faz fiziksel olarak ayrı, kimyasal olarak yeknesak ve (genellikle) mekanik ayrılabilir malzemeli bir bölge olmasıdır. Bir cam kavanoz buz ve sudan oluşan bir sistemde, buz küpleri birinci faz, su ikinci faz ve suyun üstünde bulunan nem ise üçüncü fazdır. Cam kavanoz ise başka bir ayrı aşamasıdır. Faz terimi bazen maddenin hali olarak eş anlamlı bir şekilde kullanılabilir. Ancak bir maddenin aynı halde çok sayıda karışmayan fazı olabilir. Ayrıca, faz terimi bazen bir faz diyagramı için üzerinde sınır ile basınç ve sıcaklık gibi durum değişkenler açısından sınırı çizilmiş denge durumunda bir dizi oluşturmak için kullanılır. Faz sınırları gibi katı veya başka bir kristal yapısından daha ince değişikliğine sıvıdan bir değişiklik olarak maddenin organizasyon değişiklikleriyle ilgili olduğundan bu son kullanım durumuna eş anlamlısı olarak "faz" kullanımına benzer. Ancak, madde ve faz diyagramı kullanımların hali yukarıda verilen ve amaçlanan anlam terim kullanıldığı bağlamdan kısmen tespit edilmelidir resmi tanımı ile orantılı değildir. Fazın çeşitleri Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.

<span class="mw-page-title-main">Su aktivitesi</span>

Su aktivitesi ya da aw substrattaki kısmi buhar basıncının standart durumdaki suyun kısmi basıncına oranıdır. Gıda bilimi alanında, standart durum çoğunlukla aynı sıcaklıktaki suyun kısmi basıncı olarak tanımlanır. Bu özel tanımı kullanarak, saf distile su tam olarak bir su aktivitesine sahiptir.Sıcaklık arttıkça, a tipik olarak artar.

Bulut fiziği, fiziksel işlemlerdeki çalışmalardır ve bu oluşuma, büyümeye ve atmosfer bulutlarının çökelmesine yol açar. Bulutlar sıvı suyu mikroskobik damlacıklar halinde içerir, buzların küçük kristalleri veya ikisi de. Bulut damlacıkları başlangıçta su buharının yoğunluğunun yoğun çekirdeğin üzerinde olmasıyla oluşur aynı zamanda Köhler teorisine göre havanın aşırı doymuşluğu kritik değeri aşar. Kelvin etkisinden dolayı bulut yoğunlaşma çekirdeği bulut damlacıkları formasyonu için gereklidir, eğimli yüzeyden dolayı bu buhar basıncındaki doyma ile tasvir edilebilir. Küçük çapta, aşırı doymuşluk miktarı yoğunlaşmanın çok büyük olması için gereklidir, bu doğal bir şekilde gerçekleşmez. Raoult ilkesi, çözelti nasıl buhar basıncına bağlı bunu tasvir eder. Yüksek konsantrasyonda, bulut damlacıkları küçük olduğunda, çekirdeğin oluşumu dışından küçük olması aşırı doymuşluk gerektirir.

<span class="mw-page-title-main">Soğutma grubu</span> chiller

Soğutucu, buhar sıkıştırmalı, adsorpsiyonlu soğutma veya absorpsiyonlu soğutma çevrimleriyle sıvı soğutucudan ısıyı alan makinedir. Bu sıvı daha sonra ekipmanı soğutmak için ısı değiştiriciden veya başka proses akışından dolaştırılabilir. Soğutma, ortama verilmesi gereken veya yüksek verimlilik için ısıtma amacıyla geri kazanılması gereken atık ısı oluşturur.

Üçlü nokta, termodinamikte bir maddenin üç fazının termodinamik dengede bir arada var olduğu sıcaklık ve basınçtır. Süblimleşme eğrisi, erime eğrisi ve buharlaşma eğrisi bu noktada buluşurlar.